산업	반도체 제조, 첨단 세라믹, 3세대 반도체 소재
프로세스	워터젯 유도 레이저(WJGL) 원패스 스루홀 가공
해결책	Φ0.15mm 정밀 미세 구멍이 있는 맞춤형 35mm × 2mm SiC 기판
서비스	기술 상담, 공정 개발, 검사 보고서, 맞춤형 코팅 및 가공
결과	• 입구부터 출구까지 균일한 구멍 형상이 SEM으로 확인됨 • 측정 가능한 테이퍼가 없습니다. 2mm 두께에 적합한 종횡비 • 열 영향을 받는 부분이 최소화되고 단단하고 부서지기 쉬운 SiC에서 치핑이 거의 발생하지 않습니다. • 2차전지 소재 개발 성공적 납품 및 고객 수용

그림 1: 물 유도 레이저 미세 구멍 가공 후 35mm × 2mm SiC 기판의 제품 사진

수치2：SiC 기판에 VeTek 물 유도 레이저 가공 Φ0.15mm 구멍의 SEM 이미지

VeTek Semiconductor의 WJGL(수유도 레이저) 기술을 사용하면 두꺼운 탄화규소(SiC) 기판에서 원패스, 테이퍼 없는 미세 구멍 가공이 가능합니다. 최근 프로젝트에서는 직경 35mm x 두께 2mm의 N형 4H-SiC 기판에서 Φ0.15mm 스루홀을 성공적으로 처리했습니다. SEM 검사를 통해 입구부터 출구까지 매우 균일한 구멍 벽이 확인되었으며 엄격한 반도체 등급 요구 사항을 충족했습니다.

1. 물 유도 레이저는 어떻게 테이퍼 없는 SiC 홀을 달성합니까?

수치3:물 유도 레이저의 원리: 고압 워터 마이크로젯(물 광섬유)에 의해 레이저 에너지가 제한됨

고압의 물이 정밀 노즐(직경 30~120μm)을 통과하여 안정적인 마이크로젯을 형성합니다. 집중된 532nm 레이저가 유리창을 통해 이 제트에 결합됩니다. 물기둥 내부로 들어가면 레이저는 내부 전반사에 의해 제한되며 에너지 밀도가 높은 "물 광섬유"로 이동합니다. 마이크로젯이 작업물에 접촉하면 레이저가 재료를 제거하고 지속적인 물 흐름으로 절단 영역을 냉각하고 잔해물을 씻어냅니다.

안내 매체는 일정한 직경의 원통형 기둥이기 때문에 나타나는 레이저 에너지는 수십 밀리미터의 작동 거리에 걸쳐 평행을 유지합니다. 결과적으로, 절단 벽은 2mm(최대 60mm) 두께의 SiC에서도 수직으로 유지되므로 초점 추적이 필요 없으며 자유 공간 레이저 드릴링에서 나타나는 테이퍼가 방지됩니다.

그림 4: 수중 유도 레이저 작업 현장의 실제 사진

단단하고 부서지기 쉬운 재료의 주요 공정 이점

• 최대 60mm 두께에는 초점 조정이 필요하지 않습니다.

• 0 또는 거의 0에 가까운 테이퍼(10~20μm 입구-출구 차이)

• 지속적인 냉각으로 열 응력과 가장자리 치핑을 억제합니다.

• 제트 단면에 걸쳐 균일한 에너지 분포로 표면 거칠기가 감소합니다(Ra 0.3–1 µm).

• 커프 폭이 50μm만큼 좁아 고가의 SiC에서 재료 손실이 최소화됩니다.

2. 반도체 세라믹 가공에서 물 유도 레이저의 장점

수치5. VeTek 수중 유도 레이저 장비(WL 시리즈)

2mm SiC에 Φ0.15mm 구멍을 뚫는 전통적인 기계적 드릴링에서는 공구 파손, 가장자리 파손 및 점진적인 직경 변화가 자주 발생합니다. 자유 공간 레이저 드릴링은 비접촉식이지만 열 영향 영역, 재성형 층 및 눈에 띄는 테이퍼를 생성합니다. 수중 유도 레이저는 두 가지 한계를 모두 극복합니다.

1. 원패스 스루홀 기능– 양면 처리의 정렬 오류를 제거합니다.

2. 높은 종횡비– 일반적으로 30:1을 초과하는 비율이 달성됩니다.

3. 매우 낮은 기계적 힘– 워터 제트 힘은 ~1N에 불과하여 초박형 또는 깨지기 쉬운 웨이퍼를 안전하게 처리할 수 있습니다.

4. 깨끗하고 슬래그가 없는 표면– 지속적인 세척으로 잔해물을 제거하고 재침착을 방지합니다.

3. SiC의 고종횡비 미세홀을 위한 물 유도 레이저 응용 분야

수치6. 물 유도 레이저로 가공된 정밀 세라믹 부품

일반적인 기능은 다음과 같습니다.

• 가공 두께 범위: 0.05~60mm(SiC, 탄화붕소 세라믹)

• 최소 조리개: 0.1mm(두께에 따라 다름)

• 치수 정확도: ±0.01mm

• 표면 거칠기: 0.3~1μm

• 장비 플랫폼: WL-DCS200(200 × 240mm 작업 영역, 50~60W) 및 WL-LCS500(500 × 500mm, 100~200W)

수치7.2mm SiC 기판의 입구에서 출구까지 균일한 Φ0.15mm 관통 구멍의 고객 SEM 검증

프로젝트 증거: 2mm SiC의 Φ0.15mm 구멍

VeTek은 한국 기술 파트너와 협력하여 각각 정밀 Φ0.15mm 스루홀이 포함된 직경 35mm, 두께 2mm의 N형 4H-SiC 기판 5개를 제공했습니다. 최종 고객이 수행한 SEM 분석 결과, 노즐 구멍은 레이저 입구 측에서 출구 측까지 균일한 원통형 모양을 유지하는 것으로 확인되었습니다. 해당 부품은 차세대 리튬이온 배터리용 실리콘합금 음극재 개발 평가용으로 채택됐다.

4. FAQ

Q1: 2mm SiC에서 Φ0.15mm보다 작은 구멍을 물 유도 레이저로 가공할 수 있습니까?

A: 2mm 두께에서 0.15mm보다 훨씬 낮은 조리개의 경우 기술 난이도가 급격히 높아집니다. 수율과 형상을 유지하려면 더 얇은 기판(0.4mm 이하)에 더 작은 구멍(예: 0.06mm)을 사용하는 것이 좋습니다.

Q2: 프로세스가 실제로 단일 패스인가요?

답: 그렇습니다. 워터젯 유도 빔은 한 번의 연속 작업으로 전체 두께를 통해 전파되므로 전면 및 후면 드릴링의 정렬 불량 위험이 제거됩니다.

Q3: 어떤 검사 데이터를 제공할 수 있나요?

A: 치수 측정 보고서, 구멍 단면의 광학 및 SEM 이미지, 표면 거칠기 데이터가 모든 배치에 제공됩니다. 전체 프로세스 비디오는 기밀로 유지되지만 샘플 형상 검증은 표준입니다.

5. 결론

VeTek Semiconductor의 물 유도 레이저 기술은 단단하고 부서지기 쉬운 반도체 재료의 정밀한 마이크로 형상에 대한 안정적이고 높은 수율 경로를 제공합니다. 마이크로 홀이 있는 맞춤형 SiC 기판, 공정 장비용 세라믹 부품 또는 고급 CVD SiC/TaC 코팅이 필요한 경우 당사 엔지니어링 팀은 귀하의 다음 프로젝트를 지원할 준비가 되어 있습니다.

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